JP2007170683A

JP2007170683A - 空気調和機

Info

Publication number: JP2007170683A
Application number: JP2005364211A
Authority: JP
Inventors: Yohei Akiyama; 陽平秋山; Yasuhiro Naito; 靖浩内藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-07-05

Abstract

【課題】外気低温の場合の冷房運転時に開閉弁を閉じた際に封止弁を設けた側の熱交換器の出口側から熱交換器内に冷媒が流れ込み、冷凍サイクルを循環する冷媒量が不足し、冷媒温度が上昇して故障する恐れがある。
【解決手段】圧縮機（１）、複数の凝縮器（６、７）、膨張機構（３）、蒸発器（２）を有し、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器内を冷媒が循環する空気調和機において、複数の凝縮器は並列に接続され、複数の凝縮器を接続する配管は凝縮器の冷媒入口側で分岐し、冷媒出口側で合流し、凝縮器の少なくとも一つの凝縮器の冷媒入口側に電磁弁（４）を設け、電磁弁を設けた凝縮器の冷媒出口側に凝縮器への冷媒の逆流を妨げる逆止弁（５）を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、凝縮器が数個に並列に分岐し、凝縮器の容量制御をすることができる空気調和機に関するものであり、特に冷房専用機に好適なものである。

従来、電算機室向けなどの用途に、常時部屋を低温に保つための冷房専用の空気調和機（年間冷房機）がある。このような冷房専用空気調和機の例として、特開平１０−４７７９７号公報（以下、特許文献１）がある。特許文献１には、室外機の第１の室外側熱交換器と第２の室外側熱交換器が並列に接続され、第１の室外側熱交換器に直列に封止弁を設けられている。そして、外気温度が低くなり吐出圧力が低下した場合に、封止弁を閉じ、第１の室外側熱交換機の凝縮能力を低下させることにより吐出圧力を上げ、圧縮器の給油不良を防止する空気調和機が記載されている。

特開平１０−４７７９７号公報

特許文献１に記載の空気調和機では、外気低温の場合の冷房運転時に封止弁を閉じた際に封止弁を設けた側の熱交換器の冷媒出口側から熱交換器内に冷媒が流れ込み、冷凍サイクルを循環する冷媒量が不足し、低圧圧力が低下するため圧縮機が故障する恐れがある。

本発明は、外気低温時に冷房運転する際でも冷凍サイクルの冷媒量が不足せず、圧縮機の信頼性を高めた空気調和機を得ることを目的とする。

本発明では上記課題を解決するための具体的な手段として、次のような空気調和機とした。
（１）圧縮機、複数の凝縮器、膨張機構、蒸発器を有し、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器内を冷媒が循環する空気調和機において、複数の凝縮器は並列に接続され、複数の凝縮器を接続する配管は凝縮器の冷媒入口側で分岐し、冷媒出口側で合流し、凝縮器の少なくとも一つの凝縮器の冷媒入口側に開閉弁を設け、開閉弁を設けた凝縮器の冷媒出口側に凝縮器への冷媒の逆流を妨げる逆止弁を設ける。
（２）（１）において、圧縮機吐出後の高圧圧力を検知する高圧圧力検知手段を備え、高圧圧力検知手段が検知した高圧圧力が所定の値以下に低下した場合に、電磁弁を閉じ、その後高圧圧力検知手段が検知した高圧圧力が所定の値以上に上昇した場合に電磁弁を開くものとする。
（３）（１）において、圧縮機吸入前の低圧圧力を検知する低圧圧力検知手段を備え、電磁弁が閉じているときに低圧圧力検知手段が検知した低圧圧力が所定の値以上に上昇した場合に、電磁弁を開き、その後、低圧圧力が所定の値以上に上昇したら再び電磁弁を閉じるものとする。
（４）（２）において、圧縮機の吐出冷媒温度を検知する温度検知手段を備え、電磁弁が閉じているときに温度検知手段が検知した温度が所定の値以上に上昇した場合、電磁弁を開け、その後、吐出冷媒温度が所定の値以下に低下したら、再び電磁弁を閉じるものとする。
（５）（１）〜（４）を冷房専用機に利用する。

本発明によれば、並列に接続した熱交換器の冷媒出口側から熱交換器に冷媒が流入するのを阻止する逆止弁を備えることにより、冷媒が熱交換器に流れ込み貯まることがないため、外気低温時でも冷媒量が不足せず、冷媒温度の上昇を防止することができる空気調和機を得ることができる。

以下、本発明を好適な実施例に基づいて具体的に説明する。

図１は、圧縮機１、蒸発器２、膨張弁３、電磁弁４、逆止弁５、凝縮器（ａ）６、凝縮器（ｂ）７、高圧圧力センサー（高圧圧力検知手段）８にて構成される空気調和機で、冷媒は実線矢印のように流れる。圧縮機１より吐出された高温高圧のガス冷媒は、凝縮器（ａ）６と凝縮器（ｂ）７に分岐される。ここで、凝縮器（ｂ）７の手前には電磁弁４、後には逆止弁５が設けられている。その後、分岐していたものが合流し、膨張弁３を通過し蒸発器２から圧縮機１へ戻される冷凍サイクルとなっている。

外気低温等で高圧圧力が低下した時、高圧圧力センサー（高圧圧力検知手段）８にて高圧圧力低下を検知し、前記電磁弁４を閉鎖する。その結果、凝縮器（ｂ）７に冷媒は通過せず、前記凝縮器（ａ）６のみに冷媒が流れることとなり、凝縮器側の熱交換能力は低下する。その結果、高圧圧力が増加し、高圧圧力の増加を高圧圧力センサー（高圧圧力検知手段）８にて検知した後、電磁弁４を開けることにより、圧縮機１を保護しながら能力を確保する運転を行うことができる。この例では、高圧圧力センサーにより、高圧圧力を検知して電磁弁の開閉の制御を行っているが、圧縮機の吐出冷媒温度を検知する温度検出手段を設けて、温度上昇を検知した場合に電磁弁を開ける制御を行っても構わない。

しかし、電磁弁４および逆止弁５は微小ながらも冷媒漏れがあるため、該電磁弁４を閉鎖中に、凝縮器（ｂ）７に冷媒がたまり込んでいき、冷凍サイクルが冷媒不足となり、低圧圧力が低下してしまう。このように低圧圧力が低下すると、冷媒が低温低圧ガスではなく、液体として圧縮機に戻ってくる場合が考えられる。液体で戻ってくることによりうまく圧縮することができないため、圧縮機が故障する可能性がある。また、液体で戻ってくることにより、圧縮機内の油が冷媒によって流され、油不足になり、スクロールの歯先磨耗が起こりやすく故障が起こりやすくなるという問題も生じる。さらに、冷媒不足により冷媒による圧縮機の冷却効果が小さくなり圧縮機が過熱して故障に至る可能性がある。したがって、低圧圧力の低下を低圧圧力センサー（低圧圧力検知手段）９にて検知すると、再び電磁弁４を開け、凝縮器（ｂ）７にたまり込んだ冷媒を押し出し、低圧圧力を増加させ、低圧圧力の増加を低圧圧力センサー（低圧圧力検知手段）９にて検知した後、電磁弁４を閉鎖し冷媒不足による低圧圧力の低下を防ぎ、圧縮機を保護しながら能力を確保することができる。

ここで、凝縮器（ｂ）７に冷媒がたまり込んでいき、冷凍サイクルが冷媒不足となる。冷媒は圧縮機に戻る際に、低温低圧ガスの状態で圧縮機に吸入されるので、通常は冷媒自身で圧縮機を冷却するが、このように冷凍サイクルが冷媒不足となると圧縮機の吐出温度が上昇する。したがって、吐出冷媒温度の上昇を吐出冷媒温度センサー（吐出冷媒温度検知手段）１０にて検知し、再び電磁弁４を開け、前記凝縮器（ｂ）７にたまり込んだ冷媒を押し出し、吐出冷媒温度を低下させ、吐出冷媒温度の低下を前記吐出冷媒温度センサー１０にて検知した後、電磁弁４を閉鎖し冷媒不足による吐出冷媒温度の上昇を防ぐようにしても良い。

本実施例では、かかる空気調和機の構成とすることで次のような効果が得られる。

本実施例にかかる空気調和機では、圧縮機、凝縮器、膨張機構、蒸発器より構成される冷凍サイクルにおいて、該凝縮器は２個で構成され、該凝縮器手前に分岐を設け、分岐後片側の凝縮器手前に冷媒回路を塞ぐ電磁弁を設け、前記凝縮器通過後に冷媒の逆流を防止する逆止弁を設け、該逆止弁通過後に分岐していた冷媒回路が再び１つに合流する構成となっており、また、圧縮機吐出直後に高圧圧力を検知する手段を設けた空気調和機において、高圧圧力が所定の値以下に低下した場合に低圧圧力も低下し圧縮機が故障する可能性があるため、電磁弁を閉じることにより、並列接続された２個の前記凝縮器のうち電磁弁を設けた側を閉鎖し高圧圧力を上昇させることで、圧縮機を保護することができる。その後、高圧圧力が所定の値以上に上昇した時点で、前記電磁弁を開け圧縮機を保護しながら能力も確保することのできる空気調和機を得ることができる。

また、本実施例にかかる空気調和機では、第１の発明の空気調和機において、圧縮機直前に低圧圧力を検出する手段を設けてあり、電磁弁が閉じている時に、低圧圧力が所定の値以下となった場合に、電磁弁を開け、その後、低圧圧力が所定の値以上となったら、再び電磁弁を閉じることにより圧縮機を保護しながら能力を確保することができる空気調和機を得ることができる。

また、本実施例にかかる空気調和機では、第１の発明の空気調和機において、圧縮機の吐出冷媒温度を検知する手段を設けてあり、電磁弁が閉じている時に、吐出冷媒温度が所定の値以上に上昇した場合、電磁弁を開け、その後、吐出冷媒温度が所定の値以下に低下したら、再び電磁弁を閉じることにより圧縮機を保護しながら能力を確保することができる空気調和機を得ることができる。

本発明の実施例の空気調和機のサイクル構成を示す概略図。

符号の説明

１圧縮機
２蒸発器
３膨張弁
４電磁弁
５逆止弁
６凝縮器（ａ）
７凝縮器（ｂ）
８高圧圧力センサー（高圧圧力検知手段）
９低圧圧力センサー（低圧圧力検知手段）
１０吐出冷媒温度センサー（吐出冷媒温度検知手段）

Claims

圧縮機、並列に接続された複数の凝縮器、膨張機構、蒸発器を有し、前記圧縮機、凝縮器、膨張機構及び蒸発器内を順次冷媒が循環することで冷凍サイクルを構成する空気調和機において、前記複数の凝縮器を接続する配管は凝縮器の冷媒入口側の分岐部で分岐し、かつ冷媒出口側の合流部で合流し、前記凝縮器の少なくとも一つの凝縮器の冷媒入口側の配管に該凝縮器と前記分岐部との間に開閉弁を設け、前記開閉弁を設けた凝縮器の冷媒出口側の配管に該凝縮器と前記合流部との間に該凝縮器への冷媒の逆流を阻止する逆止弁を設けていることを特徴とする空気調和機。
請求項１において、前記開閉弁は電磁弁であり、前記圧縮機の吐出後の高圧圧力を検知する高圧圧力検知手段を備え、前記高圧圧力検知手段が検知した高圧圧力が所定の値以下に低下した場合に、前記電磁弁を閉じ、その後前記高圧圧力検知手段が検知した高圧圧力が所定の値以上に上昇した場合に前記電磁弁を開くように制御する制御手段を供えることを特徴とする空気調和機。
請求項１又は２において、前記開閉弁は電磁弁であり、前記圧縮機の吸入前の低圧圧力を検知する低圧圧力検知手段を備え、前記電磁弁が閉じているときに前記低圧圧力検知手段が検知した低圧圧力が所定の値以下に低下した場合、前記電磁弁を開き、その後、低圧圧力が所定の値以上に上昇したら再び前記電磁弁を閉じる制御手段を備えることを特徴とする空気調和機。
請求項２において、前記圧縮機の吐出冷媒温度を検知する温度検知手段を備え、前記電磁弁が閉じているときに前記温度検知手段が検知した温度が所定の値以上に上昇した場合、前記電磁弁を開け、その後、吐出冷媒温度が所定の値以下に低下したら、再び前記電磁弁を閉じることを特徴とする空気調和機。
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記空気調和機は冷房専用機であることを特徴とする空気調和機。